Известия Русского географического общества, 2021, T. 153, № 2, стр. 46-55

ВВЕДЕНИЕ

В настоящей работе на основе ранее подготовленной цифровой модели рельефа (ЦМР) [2] выделен комплекс крупных грядовых форм рельефа на севере Русской равнины, что существенно дополняет уже имеющиеся сведения по геоморфологическому районированию региона. Публикации и картографические материалы по грядовым структурам Европейского Севера крайне малочисленны и не дают полноценной картины их распространения. Отдельные структуры данного комплекса в общих чертах были отражены в работах [1, 3, 5, 16, 23–25], однако их контуры были нанесены довольно схематично и без приведения характеристики. Несмотря на то, что подобные грядовые структуры общепринято считать формами гляциального и флювиогляциального генезиса, приуроченность данных комплексов (в том числе и во “внеледниковых” областях) к глубинным тектоническим структурам разного ранга позволяет рассматривать их в парагенетической связи между собой. Большой фактический материал по грядам на территории Балтийского щита, Русской и Западно-Сибирской равнин и их связи с тектоническим планом обобщен в работах [7, 13–15, 20, 21]. Их образование связывают с горизонтальным тектоническим сжатием (взбросо-сдвиги и надвиги), а сами формы являются надразломными (либо приразломными) валами сжатия и индикаторами новейших, в том числе голоценовых, взбросо-сдвиговых перемещений по разломам фундамента. Здесь выявлены нарушения залегания отложений [7], а в отдельных случаях амплитуды вертикального смещения одновозрастных горизонтов относительно друг друга достигают 50 м и более [14]. Однако механизм образования данных линейных элементов рельефа слабо изучен. Особое внимание в работе было уделено морфоструктурному анализу, результаты которого позволяют “наращивать” базу геолого-структурных данных о проявлениях тектонических движений в фундаменте и осадочном чехле платформ и их вкладе в формирование современного рельефа [8].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Район исследований площадью более 150 000 км² расположен на севере Русской равнины в бассейнах рр. Сев. Двина, Кулой и Мезень. В качестве основы для анализа тектонического строения были выбраны Тектоническая карта Белого моря и приле-гающих территорий [18], схема новейших морфоструктур Беломорья [6]. Сложное глубинное строение сопряженных рифейских горст-грабеновых структур района исследований отражено на разрезах по региональному сейсмическому профилю, пересекающему основные структуры Мезенской синеклизы [19]. Для анализа геолого-геоморфологической обстановки также использовались материалы [3–5, 9, 12, 14, 22]. В работе применен метод морфоструктурного анализа на основе сопоставления тектонического плана территории, рельефа земной поверхности и рисунка гидросети, что создает информативную картину индикаторов глубинных структур и позволяет выявлять структурно-геоморфологические парагенезы [17]. ЦМР была построена на основе векторной карты горизонталей (высота сечения рельефа 10 м), отметок высот и урезов воды с государственных топографических карт масштаба 1 : 100 000. Для построения цифровой модели рельефа использовался метод интерполяции Natural Neighbour, реализованный в модуле r.surf.nnbathy ГИС GRASS 6.4.3.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Комплекс крупных грядовых структур, выделенных на основе дешифрирования ЦМР, изображен на рис. 1, а их гипсометрические профили – на рис. 2. Главные морфометрические характеристики гряд представлены в таблице.

Рис. 1.

Фрагмент цифровой модели рельефа и элементы геоморфологического районирования севера Русской равнины. Условные обозначения: 1 – гряды (I – Богачева, II – Юмала, III – Едемского, IV – Ежугская, V – Кимженская, VI – Большая Переломная, VII – Большая Озерная, VIII – Средний Рубихан, IX – Малый Рубихан, X – Большой Рубихан, XI – Няфта); 2 – сквозные долины (А'– Покшеньгская, Б – Ежугская); 3 – геоморфологические структуры (1 – Охтомское плато, 2 – Ламская равнина, 3 – Юромская возвышенность, 4 – Лешуконская возвышенность, 5 – Двинско-Мезенская возвышенность, 6 – Солозерская возвышенность); 4 – линии гипсометрических профилей.

Fig. 1. Digital Elevation Model and geomorphological zoning of the northern part of Russian plain. Symbols: 1 – ridges (I – Bogachev, II – Yumala, III – Edemskiy, IV – Ejuga, V – Kimzha, VI – Big Perelomnaya, VII – Big O-zernaya, VIII – Middle Rubikhan, IX – Small Rubikhan, X – Big Rubikhan, XI – Nyafta); 2 – cross-cutting river valleys (A – Pokshenga, B – Ejuga); 3 – geomorphic units (1 – Okhtoma plateau, 2 – Lama plain, 3 – Yuroma upland, 4 – Leshukonskaya upland, 5 – Dvina-Mezen upland, 6 – Solozero upland); 4 – hypsometric profiles.

Рис. 2.

Гипсометрические профили (линии профилей соответствуют рис. 1).

Fig. 2. Hypsometric profiles of ridges (see Fig. 1).

Кратко охарактеризуем ключевые особенности грядовых форм рельефа Севера Русской равнины. В первую очередь выделим структуры Богачева и Юмала, которые были рассмотрены ранее [2]. Для первой характерна дугообразная форма и маломощный чехол четвертичных отложений, подстилаемый известняками, гипсами и мергелями нижней и верхней перми. Гряда Богачева приурочена к разломным структурам Архангельского сводового поднятия фундамента и по высотным ступеням подразделяется на три части, которые соответствуют элементам неотектонической зональности Европейского Севера России. Так, западный возвышенный участок гряды (средняя высота 100 м) соответствует Кулойскому поднятию, центральный низменный (средняя высота 45–50 м) – Нижне-Пинежско-Кулойскому прогибу, а юго-восточный возвышенный (средняя высота 80 м) – Труфаногорской зоне поднятий. Гряда Юмала также имеет дугообразную форму и обладает схожей характеристикой со структурой Богачева. Дочетвертичные породы представлены гипсами и ангидритами сакмарского яруса нижней перми и красноцветными огипсованными алевролитами и песчаниками уфимского яруса верхней перми, а четвертичные – суглинками и валунными глинами плейстоценового возраста. Гряда расположена вдоль тектонически дислоцированной границы между Лешуконским грабеном и Товским выступом. Высотная характеристика гряды также неоднородная и подразделяется на две структурные части – возвышенную (средняя высота 120 м), соответствующую Кулойскому поднятию, и низменную (средняя высота 50 м), соответствующую Нижне-Пинежско-Кулойскому прогибу. Таким образом, наблюдается существенное сходство в морфологии гряд (что указывает на общие процессы их формирования и развития): для них характерна практически одинаковая дугообразная ориентировка, четкое подразделение на возвышенную и низменную части, согласованность простирания гряд с разломными структурами, а также их высотной характеристики с элементами неотектонического районирования. Пониженные участки гряд, расположенные на территории Мезенской низменности, отделяются от возвышенных участков структурно-денудационным уступом Беломорско-Кулойского плато высотой до 80 м, где проходит граница между Кулойским поднятием и Нижне-Пинежско-Кулойским прогибом, которая является флексурно-разрывной зоной [2].

Ежугская и Кимженская гряды разделяются протяженной (более 80 км) линеаментной депрессионной зоной – Ежугской сквозной долиной со срезанным водоразделом между бассейнами рр. Северная Двина и Мезень. Для отдельных участков гряд характерны асимметричные склоны. Четвертичный покров представлен преимущественно плейстоценовыми валунными супесями и суглинками, а подстилающими породами служат верхнепермские мергели, алевролиты, глины и песчаники. Ежугская гряда представляет собой своеобразный дугообразный вал перед Двинско-Мезенской возвышенностью, контур которой сопряжен с активизированным разломом и повторяет ориентировку 20-километрового отрезка долины р. Пинежская Ежуга. Кимженская гряда – наиболее протяженная структура региона (около 200 км) и сопоставима с крупнейшими структурами Фенноскандии, хотя и уступает им по протяженности. Так, например, грядовая система Сальпаусселькя имеет длину до 500 км, высоту от 20 до 80 м, ширину до 2–3 км; Северные Кейвы – более 250 км, высотой до 60 м, шириной до 700 м [21]. В высотном отношении Кимженская гряда сегментирована на отдельные участки: наибольшие абсолютные высоты наблюдаются в южной и северной частях (до 100 м), в центральной – средняя высота 50 м. Структуру Кимжа можно условно разделить на две части: субмеридиональную – длиной около 160 км, большая часть которой простирается вдоль левого берега р. Кимжа, и южную (около 70 км) вдоль Ежугского линеамента. Гряда приурочена к активизированным на неотектоническом этапе разломам.

Гряда Едемского (названа в честь Михаила Борисовича Едемского (1870–1933) – геолога, географа и краеведа) выделяется своей W-образной формой. Комплекс дочетвертичных и четвертичных пород соответствует характеристике структур Кимжа и Ежуга. В юго-западной части гряда Едемского граничит с рядом ключевых геоморфологических структур региона: Охтомским структурно-денудационным плато (средняя высота около 110 м, максимальная 155 м), Ламской равниной, которая имеет вид замкнутой котловины со средней высотой 65 м и Покшеньгской сквозной долиной с высотами 50–60 м. Вышеперечисленные структуры, а также гряды Богачева и Ежуга, расположены в области пересечения Беломорско-Двинской и Беломорско-Мезенской зон сдвиговых дислокаций, где сформировался Пинежский геодинамический узел со сложным тектоническим рисунком территории, который представлен комплексом дугообразных разрывов, взбросов, надвигов и складок герцинского и голоценового возраста, пронизывающих фундамент и чехол (рис. 3). Отмечается, что Пинежский узел имеет характер вихревой структуры, закрученной по часовой стрелке со сложной веерной виргацией, изгибами, деформациями и смещениями в плане [10, 11].

Рис. 3.

Схема сопоставления материалов. Условные обозначения: 1 – гряды (соответствуют рис.1); 2 – активизированные на неотектоническом этапе разломы по [18]; 3 – разломы и разрывы разного ранга по [6, 8, 18]; 4 – зоны сдвиговых дислокаций (БМ – Беломорско-Мезенская зона, БД – Беломорско-Двинская) по [11]; 5 – Пинежский геодинамический узел.

Fig. 3. Comparison scheme. Symbols: 1 – ridges (see Fig. 1); 2 – neotectonic active faults (according to [18]); 3 – faults and fractures (according to [6, 8, 18]); 4 – shear dislocation zones (БМ – Belomor-Mezen, БД – Belomor-Dvina), according to [11]; 5 – Pinega faults junction.

Большая Озерная и Большая Переломная гряды представляют собой широкие (до 12 км) полосы грядово-холмистого рельефа. Отличительной особенностью первой является распространение в межгрядовых понижениях многочисленных озер, которые формируют Двино-Важскую озерную систему. Северный участок Большой Переломной гряды выражен в рельефе в виде платообразной возвышенности и является сво-еобразным останцовым выступом коренного цоколя, перекрытого чехлом четвертичных отложений с абсолютными отметками 100–130 м. Обе гряды приурочены к тектоническим нарушениям Беломорско-Двинской зоны тектонических дислокаций и относятся к областям неотектонических относительных поднятий. В их четвертичном покрове представлены супеси и суглинки с гравием, щебнем, галькой и валунами, которые подстилаются карбонатными, сульфатно-карбонатными и терригенно-сульфатными формациями карбона и перми. Карстовые процессы слаборазвиты и в основном приурочены к сульфатным субформациям в бассейне р. Мехреньга (Большая Озерная гряда).

Комплекс грядово-холмистого рельефа Рубихан (Большой, Средний и Малый Рубихан) расположен на водоразделе рр. Пёза, Вижас, Ома. Дочетвертичные отложения представлены здесь верхнепермскими мергелями, алевролитами с прослоями известняков, глин, песчаников, а в восточной части гряды Большой Рубихан – нижнетриасовыми красноцветными глинами с отдельными прослоями алевролитов и песчаников. Среди четвертичных отложений распространены плейстоценовые валунные суглинки с пластами и линзами глин и песков. Особо выделяется полукольцевая (серповидная) гряда Большой Рубихан с относительными высотами до 60 м. Данный комплекс приурочен к разрывным нарушениям Беломорско-Мезенской зоны дислокаций.

Структура Няфта представляет собой довольно протяженный грядовый пояс дугообразной формы с маломощным чехлом четвертичных отложений, в основании которого залегают верхнепермские мергели и алевролиты. Гряда также связана с тектоническими структурами Беломорско-Мезенской зоны дислокаций и служит своеобразным продолжением южной ветви Кимженской гряды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе дешифрирования ЦМР севера Русской равнины выделен комплекс из 11 крупных грядовых структур, детализированы их геоморфологические и морфоструктурные особенности. Представленные данные предлагается учитывать при различных типах районирования и комплексной характеристике территории. На основе морфоструктурных исследований выявлены согласованные структуры в системе кристаллический фундамент–осадочный чехол–рельеф. Анализ данных показывает, что в процессах формирования современного рельефа равнинных территорий большое значение имеет тектонический фактор рельефообразования, связанный с дифференцированными вертикальными и горизонтальными движениями пород фундамента и осадочного чехла. Данная сопряженность является примером “сквозных” парагенезов, а сам грядовый комплекс структурно предопределен тектоникой региона. Таким образом, на основании комплексного анализа данных предложена тектоническая интерпретация происхождения гряд, которые ранее рассматривались исключительно как элементы гляциального и флювиогляциального генезиса.